高熵合金是近30年来一种划时代的材料设计理念，它以3到5种合金元素作为主要组成元素，没有一种元素超出35at.%，形成相对简单的固溶体相结构，不少材料具有一种或多种潜在的优异性能，研究成果频频登上《Nature》和《Science》等大刊。与此同时，广为人知的高熵合金的四大效应（热力学上的高熵效应，动力学上的迟滞扩散效应，结构上的晶格畸变效应，性能上的鸡尾酒效应），尽管被奉为圭臬，但也不断受到质疑，说明高熵合金的合金化理论研究，尤其是结构与性能的关系研究还很不充分。

捡起数理化，使不可描述变成一目了然

高熵合金新材料，看似混乱不可描述，其实可以通过合理性的模型，曙光智算赋能，实现定量化和图像化理性表达。福州大学材料科学与工程学院教授，材料基因工程研究所所长吴波团队，充分运用所学材料科学和数理化基础，基于严格的晶体学结构信息，用包含原子占位分数参数的双亚晶格模型来描述高熵合金的精细结构，并用一个简单的化学反应方程，来描述高熵合金的形成过程，借助包含第一性原理计算和材料热力学计算在内的智算技术，获得原子的择优占位行为（占位倾向性），在此基础上，进一步智算赋能，获得高熵合金的精细结构和各种性能，如高熵合金的占位构型、晶格畸变、力学、催化性质等关键信息，从而定量化和图像化理性地表征出高熵合金新材料的四大效应。

深奥学术问题通俗化：类比合金原子选位与学校选房行为，均具有差异性和竞争性特征

对于一个五元高熵合金，亚点阵类型为两种，原子种类数为5种，不同类型的亚点阵，以及不同类型的原子各有特征，因此，不同种类的原子在这两种亚点阵上的占据比是不同的，需要计算求解出具体数值。类似地，假设在某大学有分房机会，有若干大别墅和小别墅房源，而参与分房的教师职称中，有院士、教授、副教授、讲师、助教，分房时，一般按照身份和业绩进行打分排队，看哪种类型的老师能拿到多少比例的房源，而不是所有老师和房子放在一起抓阄。因此，自然与社会，均具有差异性和竞争性占位特征。

高熵合金模拟研究的挑战与应对策略

尽管高熵合金概念的提出和研究开发实践已经30年有余，但高熵合金的计算模拟研究面临着重大挑战。除了合理的理论模型外，还需要庞大的计算资源，特别是在考虑复杂的多相共存，以及高温分子动力学模拟的情况下，多尺度建模增加了计算模拟的难度。另一方面同时存储、处理大规模数据以及进行实验验证也是一项复杂的任务。为提高效率，采用并行计算技术是一种可能的解决方案。曙光智算为高熵合金模拟提供了强大且易用的算力支持，并在优化和创新计算方法方面持续努力，以便更准确地模拟高熵合金的结构和性质，赋能高熵合金新材料从概念到应用的研究开发进程。

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